演化恒星的硅同位素丰度及其在太阳系前颗粒研究中的应用

银河系化学演化 (GCE) 对于理解当今星际介质 (ISM) 和我们太阳系的组成至关重要。在本文中，我们旨在利用演化恒星中的 $^{29}\text{Si}/^{30}\text{Si}$ 比率来追踪 GCE，并尝试将其与太阳系前颗粒的组成联系起来。我们使用 APEX 望远镜探测了四颗富氧 M 型恒星的热 SiO 同位素变体发射。结合从 Herschel 科学档案和文献中检索到的数据，我们获得了总共 15 颗演化恒星的 $^{29}\text{Si}/^{30}\text{Si}$ 比率，这些比率是推断自其光学薄 $^{29}\text{SiO}$ 和 $^{30}\text{SiO}$ 发射。这些恒星涵盖了不同的质量和年龄，由于它们在其生命周期内不会显著改变 $^{29}\text{Si}/^{30}\text{Si}$，因此它们作为探测 ISM 金属丰度（或 $^{29}\text{Si}/^{30}\text{Si}$ 比率）随时间变化的极佳探针。从热 SiO 发射推断出的 $^{29}\text{Si}/^{30}\text{Si}$ 比率在低质量富氧恒星中往往较低（例如，W Hya 低至约 1），而在较高质量的碳星 IRC+10216 和两颗红超巨星中则接近星际或太阳值 1.5。$^{29}\text{Si}/^{30}\text{Si}$ 比率与演化恒星的质量损失率之间存在初步相关性，我们将质量损失率作为初始恒星质量或当前恒星年龄的代理。这与在太阳系前颗粒中发现的不同丰度比率一致。我们发现样本中较老的天体（可能高达 10 Gyr）追溯了先前较低的 $^{29}\text{Si}/^{30}\text{Si}$ 值，约为 1。具有这种同位素比率的物质存在于两类太阳系前颗粒亚类中，为该较低比率提供了独立证据。因此，从演化恒星的 SiO 发射导出的 $^{29}\text{Si}/^{30}\text{Si}$ 比率是研究 GCE 和太阳系前颗粒的有用诊断工具。